[發(fā)明專利]一種壓縮空氣系統(tǒng)壓力流量聯(lián)合控制節(jié)能裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610029730.3
• 申請日: 2016-01-01
• 公開（公告）號: CN105674060B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張江華;譚樹彬;徐寧;劉建昌
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳德爾科機(jī)電環(huán)?？萍加邢薰?/a>;東北大學(xué)
• 主分類號: F17D3/01
• 分類號: F17D3/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種壓縮空氣系統(tǒng)壓力流量聯(lián)合控制節(jié)能裝置，其特征在于，包括控制裝置(2)和直通管道(1)，所述直通管道(1)上設(shè)置有智能調(diào)節(jié)閥(5)和流量計(jì)(6)，所述智能調(diào)節(jié)閥(5)靠近所述直通管道(1)的氣體入口端(10)，所述流量計(jì)(6)靠近所述直通管道(1)的氣體出口端(11)，還包括設(shè)置在所述直通管道(1)外且與所述直通管道(1)的氣體出口端(11)相連通的壓力變送器(3)，所述控制裝置(2)分別與所述智能調(diào)節(jié)閥(5)、所述流量計(jì)(6)及所述壓力變送器(3)通過信號線連接；

所述控制裝置(2)采用串級雙回路閉環(huán)控制，包括主控制單元和副控制單元，所述主控制單元由主控制器(12)和壓力-流量轉(zhuǎn)換模塊(13)組成，所述副控制單元由副控制器(14)和限幅模塊(15)組成；

所述主控制單元和所述壓力變送器(3)構(gòu)成主回路，所述副控制單元、所述智能調(diào)節(jié)閥(5)和所述流量計(jì)(6)構(gòu)成副回路；

所述主控制器(12)用來接收所述壓力變送器(3)采集到的智能調(diào)節(jié)閥(5)后壓力值，與壓力設(shè)定值作比較得到壓力差值，并將壓力差值輸出到所述壓力-流量轉(zhuǎn)換模塊(13)；

所述壓力-流量轉(zhuǎn)換模塊(13)用來接收來自所述主控制器(12)輸出的壓力差值，將壓力差值轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的流量值并將其輸出到所述副控制器(14)，作為副回路的流量設(shè)定值；

所述副控制器(14)用來接收所述流量計(jì)(6)采集的直通管道(1)的流量值，并與來自壓力-流量轉(zhuǎn)換模塊(13)輸出的流量設(shè)定值作比較，經(jīng)計(jì)算得到流量輸出值并將其輸出給所述限幅模塊(15)；

所述限幅模塊(15)用來接收來自所述副控制器(14)輸出的流量輸出值，并對其進(jìn)行限幅處理后輸出到所述智能調(diào)節(jié)閥(5)，控制所述智能調(diào)節(jié)閥(5)的開度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能裝置，其特征在于，所述直通管道(1)上還設(shè)置有第一手動(dòng)調(diào)節(jié)閥(4)和第二手動(dòng)調(diào)節(jié)閥(7)，所述第一手動(dòng)調(diào)節(jié)閥(4)設(shè)置在所述直通管道(1)的氣體入口端(10)與所述智能調(diào)節(jié)閥(5)之間，所述第二手動(dòng)調(diào)節(jié)閥(7)設(shè)置在所述直通管道(1)的氣體出口端(11)與所述流量計(jì)(6)之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能裝置，其特征在于，所述節(jié)能裝置還包括旁通管道(8)，所述旁通管道(8)的一端與所述直通管道(1)的氣體入口端(10)相連通，所述旁通管道(8)的另一端與所述直通管道(1)的氣體出口端(11)相連通，所述旁通管道(8)上還設(shè)置有旁通閥(9)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能裝置，其特征在于，所述主控制器(12)為反作用位置式PID控制器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能裝置，其特征在于，所述智能調(diào)節(jié)閥(5)為氣關(guān)閥，所述副控制器(14)為具有參數(shù)自整定功能的正作用模糊PI控制器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能裝置，其特征在于，所述智能調(diào)節(jié)閥(5)為氣開閥，所述副控制器(14)為具有參數(shù)自整定功能的反作用模糊PI控制器。

7.一種壓縮空氣系統(tǒng)壓力流量聯(lián)合控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

主控制器(12)接收壓力變送器(3)采集到的智能調(diào)節(jié)閥(5)后壓力值，與壓力設(shè)定值作比較得到壓力差值，并將壓力差值輸出到壓力-流量轉(zhuǎn)換模塊(13)；

壓力-流量轉(zhuǎn)換模塊(13)接收來自主控制器(12)輸出的壓力差值，將壓力差值轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的流量值并將其輸出到副控制器(14)，作為副回路的流量設(shè)定值；

副控制器(14)接收來自流量計(jì)(6)采集的直通管道(1)的流量值，并與來自壓力-流量轉(zhuǎn)換模塊(13)輸出的流量設(shè)定值作比較，經(jīng)計(jì)算得到流量輸出值并將其輸出給限幅模塊(15)；

限幅模塊(15)接收來自副控制器(14)輸出的流量輸出值，對其進(jìn)行限幅處理后得到開度調(diào)節(jié)輸出值，并將其輸出到智能調(diào)節(jié)閥(5)；

智能調(diào)節(jié)閥(5)接收來自限幅模塊(15)輸出的開度調(diào)節(jié)輸出值，將其作為控制命令，迅速準(zhǔn)確地動(dòng)作到開度調(diào)節(jié)輸出值對應(yīng)的位置；

循環(huán)執(zhí)行以上步驟，實(shí)現(xiàn)直通管道(1)中智能調(diào)節(jié)閥(5)后壓力穩(wěn)定在設(shè)定值附近。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述控制方法，其特征在于，在進(jìn)行壓力流量聯(lián)合控制之前需對所述主控制器(12)參數(shù)進(jìn)行整定，整定方法有經(jīng)驗(yàn)法、臨界比例度法、衰減震蕩法和響應(yīng)曲線法。